东北大学机械设计简答题大全

第一章基础知识

一、机械零件的主要失效形式

1）整体破裂2）表面破坏（磨料磨损、胶合、点蚀、磨蚀磨损）3）变形量过大4）破坏正常工作条件引起的失效

二、机械零件设计哪几种设计准则

强度准则、

刚度准则、

寿命准则、

耐磨性准则、

振动稳定性准则。

三、影响寿命准则的主要失效形式是腐

蚀、磨损、疲劳。

四、安全系数如何选择？

许用安全系数取得过大，会使机器笨重；过小，机器可能不安全。因此，许用安全系数或者许用应力的的选取原则是在保证机器安全可靠的前提下，尽可能减小许用安全系数或者许用应力。

五、影响许用安全系数的因素有哪些？荷载和应力计算的准确性、材料机械性能数据的可靠性和零件的重要性等

六、什么是疲劳破坏？

机械零件在变应力作用下，经过一段时间后在局部高应力区形成微裂痕，微裂纹逐渐扩展以至最后断裂的现象成为疲劳破坏。

疲劳破坏的定义可表述为：在远低于材料抗拉强度极限的循环应力作用下工程材料发生破坏的现象。

七、疲劳断裂过程三个阶段是什么？

1.裂纹源在零件应力集中部位由于金属产生循环的弹塑性应力-应变而形成初试裂纹。

2.裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形是裂纹逐渐扩展。

3.产生瞬断。

八、疲劳破坏的特点

1）在循环应力多次反复作用产生；

2）不存在宏观的，明显的塑性变形迹象；3）循环应力远小于材料的静强度极限；4）对材料的组成、零件的形状、尺寸。表面状态、使用条件和外界环境等都非常敏感。

九、影响零件疲劳强度的因素

1、应力集中

局部应力远大于名义应力，这种现象成为应力集中。（常发生在过渡圆角、键槽、螺纹、横孔）

2.绝对尺寸

零件剖面的绝对尺寸越大，其疲劳极限越

低。由于剖面尺寸大时材料晶粒粗，出现

缺陷的概率大。

3.表面状态

零件表面越粗糙其疲劳极限越低。

第二章螺纹联接

一、螺纹分类

1、联接螺纹

2、传动螺纹

1）矩形螺纹的牙型为方形，牙型角α=0.

其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度

弱、螺纹磨损后间隙难以补偿，使传动精

度降低。

3）梯形螺纹的牙型为等腰梯形，牙型角

α=30.梯形螺纹效率略低，但其公益性好、

牙根强度高、对中性好。

3）锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形，其

工作面牙型半角β=3，非工作面牙型半角

为30.只能用于单向受力的传动螺旋中。

二、螺纹联接的类型

1.螺栓联接

应用场合：1）用于被联接件不太厚和两

边有足够的装配空间的场合。

2）易做通孔的：3）有下搬手空间

铰制孔用螺栓联接只能用于工作载荷是

横向载荷或扭转力矩的场合。

2.螺钉联接

被联接太厚或不宜制成通孔及不需要经

常拆卸的场合。

3.双头螺栓联接

用于不能用螺栓联接且又经常拆卸的场

合。

4.紧固螺钉联接

特点：轴向、周向都可固定，受载荷小。

三、为什么放松，放松的实质，以及方

法？

在冲击、震动或变载荷的作用下，螺

旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。在

高温或温度变化大的情况下，由于螺纹联

接件和被联接件的材料发生蠕变和应力

松弛，也会使联接中的预紧力和摩擦力逐

渐减小，最终将导致联接失效。螺纹联接

一旦出现松脱，轻者会影响极其正常运转，

重者会造成严重事故。

实质：放松的根本问题在于防止螺旋副

相对转动。

方法：摩擦放松，机械防松及破坏螺纹

副的关系。

四、螺栓组联结结构设计应考虑哪些问

题？

（1）几何形状通常设计成轴对称简单

几何形状。（2）螺栓的布置应使各螺栓的

受力合理。（3）螺栓的排列应有合理的间

距、边距。（4）分布在同一圆周上的螺栓

数目，应取成4、6、8等偶数。

五、螺栓组受力分析的目的是确定螺栓

组中受力最大的螺栓及所受的工作载荷

的大小。

六、提高螺栓联接强度的措施

1.改善螺纹牙尖的载荷分配

2.减少螺栓的应力幅

3.减小应力集中的影响

4.避免附加弯曲应力

七、在工作载荷不变的情况下，如何降低

螺栓的疲劳损伤（即减少应力幅）？

降低螺栓刚度CL（增加长度，减小横

剖面，安装弹性元件）；增大被联接件的

刚度CF（硬垫片，改进结构，密封环）；

同时两种方法。

轴毂连接

一、轴毂联接作用，并列举两种轴毂连接

实现轴和轴上零件的周向固定，常用的

有键和花键联接、销联接

二、花键联接有哪几种？它的定心方式

如何？

矩形花键：在联接中按小径d定心

渐开线花键：按齿形定心，具有自动定

心作用。

三、平键连接b×h×l如何确定？

b×h按键所在轴段的直径d由标准中

选定。

长度L根据轮毂的宽度确定。

四、平键连接的主要失效形式有：工作面

被压溃（静联接），工作面过度磨损（动

联接）、个别情况会出现键被剪断。

（设计准则是挤压强度校核）

五、花键联接优点：花键联接适用于静、

动联接，优点是齿数较多，而且受力均匀

承载力高；槽浅，齿根应力集中小，对轴

和毂的强度削弱较轻；轴上零件与轴的对

中性好；导向性好；缺点是加工时需要专

用设备，成本高。

六、过盈联接（压入法、温差法）